Устройство для измерения механических резонансных частот Советский патент 1962 года по МПК G01H13/00 G01H9/00 G01M7/02 

Устройства для измерения механических резонансных частот различных деталей, содержащие возбудитель механических колебаний, подключенный к измерительному прибору, известны. Подобные устройства обладают относительно малой чувствительностью и не обеспечивают достаточно высокой точности измерения резонансных частот немагнитных деталей, связанных с массивными трудновозбуждаемыми элементами конструкции.

Повышение чувствительности описываемого устройства достигнуто возбуждением исследуемой детали посредством электромагнита, питаемого переменным амплитудно-.модулируемым напряжением, и использованием в качестве .механического детектора оптического интерферометра Майкельсона-Уварского.

Схема устройства изображена на чертеже.

Исследуемую немагнитную деталь 1, являющуюся, например, элементом электровакуумного прибора, частично покрывают ферромагнитной пленкой 2 и устанавливают возле нее электромагнит 3, на ферритовом керне которого намотаны обмотки 4 т 5. Обмотку 5, служащую для подмагничивания керна электромагнита 3, при помощи ключа 6 подключают к источнику 7 постоянного напряжения. Питающую обмотку 4 -посредством ключа 8 подключают к модулятору 9, выполняющему одновременно роль усилителя амплитудно-модулированных колебаний, используемых для питания электромагнита 5.

К модулятору 9 подключены два звуковых генератора /О и 11, один из которых служит IB качестве источника возбуждающих колебаний, а второй используется в качестве источника модулирующего сигнала.

№ 150553-2Частота возбуждающих колебаний может регулироваться, в широких пределах. Более низкая модулирующая частота выбирается порядка нескольких десятков герц и в процессе измерения не изменяется.

В качестве механического детектора колебаний, возбуждаемых электромагнитом 8 в детали /, служит оптический интерферометр 12 Майкельсона-Уварского, подвижная система которого, выполненная в виде стержня 13, соединена с одной стороны с зеркалом, не показанным на чертеже, а с другой стороны с щупом 14.

Щуп /-:/ выполнен в виде изогнутой упругой металлической проволочки, которая касается испытуемой детали 1.

Плавно изменяя частоту возбуждающих колебаний, добиваются ее совпадения с собственной резонансной частотой механических колебаний детали /. При возбуждении детали на ее резонансной частоте амплитуда механических колебаний этой детали увеличивается, что фиксируется при помощи интерферометра 12.

Интерферометр одновременно является и детектором амплитудномодулированных колебаний, возбуждаемых в детали 7. Процесс детектирования происходит вследствие того, что частота собственных колебаний щупа 14 (в направлении оси стержня 13) выше модулирующей частоты и ниже наименьшего значения частоты возбуждающих колебаний, а его инерционность слищком велика для того, чтобы щуп мог следовать за изменением сигнала. В то же время щуп обладает достаточно малой инерционностью, которая не препятствует ему следовать за огибающей низкой частоты.

Устройство может быть применено в тех случаях, когда визуальное наблюдение колебаний невозможно вследствие малых амплитуд колебаний исследуемой детали, а закрепление датчиков вибраций на исследуемой детали невозможно.

Предмет изобретения

Устройство для измерения механических резонансных частот различных деталей, например электровакуумных приборов, со.аержащее возбудитель механических колебаний и детектор этих колебаний, -о тличаюшееся тем, что, с целью повышения чувствительности устройства и точности измерений резонансных частот немагнитных деталей, связанных с массивными элементами конструкции, в качестве возбудителя колебаний в нем используется электромагнит, питаемый переменным амплитудно-модулированным напряжением, установленный возле испытуемой детали, частично покрываемой ферромагнитной пленкой, а в качестве механического детектора использован оптический интерферометр Майкельсона-Уварского, подвижная система которого выполнена в виде стержня, соединенного с зеркалом и щупом, изготовленным из изогнутой упругой проволочки, касающейся испытуемой детали.